一、柴油機電噴系統(tǒng)

整個系統(tǒng)都是由傳感器、電控單元和執(zhí)行器三部分組成。柴油機的電控噴射系統(tǒng)通過控制噴油時間來調(diào)節(jié)輸出油量的大小，且柴油機噴油控制是由發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和加速踏板位置（油門、供油拉桿位置）來決定的。它具有如下功能：

1、燃油噴射控制

燃油噴射控制主要包括：供（噴）油量控制、供（噴）油正時控制、供（噴）油速率控制和噴油壓力控制等。

2、怠速控制

柴油機的怠速控制主要包括怠速轉(zhuǎn)速控制和怠速時各缸均勻性的控制。

3、進氣控制

柴油機的進氣控制主要包括進氣節(jié)流控制、可變進氣渦流控制和可變配氣正時控制。

4、增壓控制

柴油機的增壓控制主要是由ECU根據(jù)柴油機轉(zhuǎn)速信號、負荷信號、增壓壓力信號等，通過控制廢氣旁通閥的開度或廢氣噴射器的噴射角度、增壓器渦輪廢氣進口截面大小等措施，實現(xiàn)對廢氣渦增壓器工作狀態(tài)和增壓壓力的控制，以改善柴油機的扭矩特性，提高加速性能，降低排放和噪聲。

5、排放控制

柴油機的排放控制主要是廢氣再循環(huán)（EGR）控制。ECU主要根據(jù)柴油機轉(zhuǎn)速和負荷信號，按內(nèi)存程序控制EGR閥開度，以調(diào)節(jié)EGR率。

6、起動控制

柴油機起動控制主要包括供（噴）油量控制、供（噴）油正時控制和預熱裝置控制，其中供（噴）油量控制和供（噴）油正時控制與其他工況相同。

7、巡航控制

帶有巡航控制功能的柴油機電控系統(tǒng)，當通過巡航控制開關選定巡航控制模式后，ECU即可根據(jù)車速信號等自動維持汽車以一定車速行駛。

8、故障自診斷和失效保護

柴油機電控系統(tǒng)中也包含故障自診斷和失效保護2個子系統(tǒng)。柴油機電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，自診斷系統(tǒng)將點亮儀表盤上的“故障指示燈”，提醒駕駛員注意，并儲存故障碼，檢修時可通過一定的操作程序調(diào)取故障碼等信息；同時失效保護系統(tǒng)啟動相應保護程序，使柴油能夠繼續(xù)保持運轉(zhuǎn)或強制熄火。

9、柴油機與自動變速器的綜合控制

在裝用電控自動變速器的柴油車上，將柴油機控制ECU和自動變速器控制ECU合為一體，實現(xiàn)柴油機與自動變速器的綜合控制，以改善汽車的變速性能。

二、汽車加速柴油化電噴技術主導柴油機發(fā)展

汽車柴油化進程加快

不斷攀升的燃油價格促進了汽車柴油化的進程，原來以汽油機為主要動力的輕型客車，2006年上半年第一次出現(xiàn)了柴油車銷量超過汽油車的現(xiàn)象，這個趨勢仍在繼續(xù)。

國內(nèi)幾個骨干柴油機企業(yè)也相繼開發(fā)出供乘用車（轎車及微型車）用的柴油機，改變了原來乘用車柴油機基本由國外柴油機獨攬的局面。

目前國產(chǎn)中重型車用柴油機以國產(chǎn)品牌為主，且基本擁有自主知識產(chǎn)權，乘用車柴油機以國外品牌為主，且基本依靠進口，只有部分低端產(chǎn)品用國產(chǎn)柴油機，輕型車柴油機則是中外合資和國產(chǎn)品牌并舉。

經(jīng)過這幾年的快速發(fā)展，國內(nèi)已出現(xiàn)了幾家技術力量及資金雄厚的企業(yè)，如濰坊柴油機公司、玉林柴油機公司、上海柴油機公司、無錫柴油機廠、大連柴油機廠、朝陽柴油機廠、云南內(nèi)燃機廠等，其銷售量、銷售收入及生產(chǎn)規(guī)模都非?？捎^。國外先進的柴油機技術如高壓噴射、增壓中冷、可變截面增壓器、四氣門技術、電控燃油噴射技術、排放控制技術等已在國內(nèi)得到推廣應用，柴油機的升功率、燃油消耗率、排放性能、可靠性等指標有了大幅度的提高，開始了從傳統(tǒng)機械產(chǎn)品向機械電子技術產(chǎn)品的過渡。但與歐美日先進水平相比，還有較大差距，主要是沒有掌握柴油機的核心技術，如電控燃油噴射系統(tǒng)的技術仍被國外公司壟斷。自主研發(fā)和創(chuàng)新能力還較弱，產(chǎn)品研發(fā)主要依靠與國外設計公司合作開發(fā)。另外，乘用車柴油機盡管已開發(fā)出產(chǎn)品，但基本沒有投放市場，只在一些低端輕型客車和SUV上使用。

過去的幾年，國內(nèi)柴油機 行業(yè) 發(fā)展迅速，但應清醒地認識到，國產(chǎn)柴油機生產(chǎn)規(guī)模雖然很大，但大多數(shù)國產(chǎn)柴油機產(chǎn)品的技術水平還是較低的，國內(nèi)柴油機企業(yè)的研發(fā)力量還很薄弱，新產(chǎn)品的研發(fā)大多依靠國外公司，因此我國目前只是柴油機的制造大國，還不是制造強國。

電控燃油噴射技術取得突破

國際上柴油機電控燃油噴射系統(tǒng)都是由實力雄厚的專業(yè)生產(chǎn)廠來研發(fā)生產(chǎn)的，比如德國博世、日本電裝、美國德爾福等。以前，國內(nèi)還沒有一家零部件廠商有能力研發(fā)和生產(chǎn)電控燃油噴射系統(tǒng)，可喜的是，近幾年國內(nèi)在最薄弱的柴油機電控燃油噴射系統(tǒng)技術研發(fā)方面取得了重大突破，如成都威特電噴公司與清華大學聯(lián)合于2004年成功研制出具有自主產(chǎn)權的電控單體泵系統(tǒng)，并于當年開始提供成套產(chǎn)品供重型車用，現(xiàn)已提供了上千套產(chǎn)品，成為國內(nèi)第一家生產(chǎn)柴油機電控燃油噴射系統(tǒng)產(chǎn)品的企業(yè)，打破了國外企業(yè)的壟斷。一汽集團無錫油泵油嘴 研究 所完全依靠自己的力量也成功開發(fā)出具有自主產(chǎn)權的第一代電控共軌燃油噴射系統(tǒng)，但還沒有進行商業(yè)應用。

國4重型柴油機技術路線待定

經(jīng)過這幾年的發(fā)展，國內(nèi)柴油機企業(yè)已能適應排放標準，很多企業(yè)已在開發(fā)符合國4排放標準要求的產(chǎn)品，而國4排放標準對柴油機來講，是一個技術的轉(zhuǎn)折點。國4標準之前，柴油機排放可以通過機內(nèi)凈化技術來解決污染物的排放控制，達到相應的標準，而從國4開始，除了改進燃油噴射系統(tǒng)、優(yōu)化燃燒過程等機內(nèi)凈化措施外，還必須增加機外后處理裝置才能使排放達標。歐洲主要采用了兩條技術路線：其一是SCR（選擇性催化還原）技術路線，它是通過優(yōu)化噴油和燃燒過程，盡量在機內(nèi)控制微粒的產(chǎn)生，在機外后處理過程，采用尿素溶液對氮氧化物進行選擇性催化還原；其二是EGR+DPF（廢氣再循環(huán)加微粒捕集器）技術路線，它以廢氣再循環(huán)為基礎，在機內(nèi)抑制氮氧化物的產(chǎn)生，在機外后處理過程中采用微粒捕集器對微粒進行微粒捕捉。

兩種技術路線各有優(yōu)缺點，采用SCR方案，對發(fā)動機不須做進一步的強化處理。燃油中的硫含量對于系統(tǒng)的影響較小，可回避燃油含硫量高的難題，而硫含量高是國產(chǎn)柴油近幾年難以克服的技術問題，采用SCR方案可通過調(diào)整噴油特性而節(jié)省燃油消耗約5%，但需在加油站設立相關的尿素溶液補充設備，整車也需增加一套尿素貯存和轉(zhuǎn)化裝置而使成本增加。采用EGR+DPF方案需對原發(fā)動機進行強化，提高噴油壓力和增壓中冷能力。其次，需提高微粒捕集器的再生能力，還有對燃油含硫量要求較嚴，且燃油消耗較高，但不增加額外的裝置，用戶只要定期更換微粒捕集器。

對于汽車廠和柴油機廠來說，采用以EGR+DPF方案對柴油機的改動較大，但不需增加基礎設施。采用SCR方案可以較容易地使現(xiàn)有歐Ⅲ柴油機升級到歐Ⅳ機型，而且由于省油，可以抵消使用尿素所增加的費用。但用戶需不斷給車輛補充尿素溶液。目前在歐洲兩種技術方案并存，以SCR方案略占優(yōu)勢。

實施國4排放標準的另一個重要條件是低硫柴油，國內(nèi)目前市場供應的柴油只符合國2標準（北京等地有少量符合國3標準的柴油），含硫量在500ppm以下，而國4標準要求的柴油含硫量小于50ppm。國內(nèi)的煉油企業(yè)何時能提供符合要求的超低含硫量柴油仍是個未知數(shù)，這也是國內(nèi)大多數(shù)柴油機企業(yè)準備采用SCR技術方案的原因之一。當然，選擇SCR技術路線將牽涉到社會基礎設施的建設，需要政府部門和相關 行業(yè) 的支持，因此，選擇哪種技術方案目前未定。

三、市場增長帶動柴油機電控系統(tǒng)革新

隨著我國汽車排放標準的不斷升格，可提高柴油機性能，改善其排放的電控單體泵、高壓共軌、電控泵噴嘴三項技術受到關注。采取適合我國發(fā)展現(xiàn)狀的技術推進柴油機排放升級達標，加強油路系統(tǒng)管理等成為關注的話題，同時顯現(xiàn)出我國在柴油技術領域的新進展。

國內(nèi)產(chǎn)業(yè)化進程加快

隨著一些高等院校和 研究 機構的許多 研究 成果從停留在實驗室階段走向產(chǎn)業(yè)化，促進了我國柴油機業(yè)的升級。清華大學開發(fā)的新型電控直列組合泵共有7項專利，為國產(chǎn)的直列泵改成電控單體達到歐Ⅲ標準提供良好模式。它基本不需要改變原有的生產(chǎn)線，利用原來的直列泵的位置安裝單體泵，并增加ECU、傳感器等零部件，經(jīng)過優(yōu)化設計及匹配標定，可以達到歐III排放標準。并且可靠性高、價格低、安裝方便、系統(tǒng)標定過程簡單。

與國外同類技術比較，雖然轎車柴油機肯定是高壓共軌技術占優(yōu)勢，但商用車由于轉(zhuǎn)速范圍窄、里程長，電控直列組合泵系統(tǒng)在性能、成本、可靠性、可維護性等綜合性能方面具有優(yōu)勢。從近中期看，國內(nèi)柴油車市場主要是商用車市場，因而此系統(tǒng)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>

此外，清華大學在新型噴射控制模塊、電控柴油機控制平臺技術、電控柴油機控制算法、電控柴油機的匹配標定技術與產(chǎn)品開發(fā)、新型電控柴油動力總成等方面都已取得了一定的成就，產(chǎn)業(yè)化亦在推進?；旌蟿恿o助動力單元由株洲時代華通公司生產(chǎn)，已被安凱客車應用。這些市場的推進為下一步的開發(fā)奠定了基礎。

除在核心技術上取得應用突破外，在另一方面，電控單體泵技術的應用對柴油機的一些零部件提出更高要求。電控單體泵技術的應用對單體泵系統(tǒng)的偶件加工精度、電磁鐵、ECU的性能及一致性、可靠性等方面都提出了更高的要求；同時與系統(tǒng)有關的高壓油管、輸油泵等零部件也都有特殊要求。因此，相關零部件生產(chǎn)企業(yè)不但應該有高精度的加工及檢測設備，掌握相應的加工技術，更應加強產(chǎn)品的質(zhì)量管理和服務意識。

加快提升配套環(huán)節(jié)水準

發(fā)動機作為一套復雜的系統(tǒng)，除燃油噴射技術至關重要外，其他如油路系統(tǒng)、后處理技術、燃料質(zhì)量等亦是使柴油機排放達標的關鍵環(huán)節(jié)。美國西南 研究 院陶小建介紹，油路系統(tǒng)發(fā)展趨勢是：一是更高的油壓；二是智能油路控制系統(tǒng)；三是好的濾清和污染排放策略；四是可兼容各種燃燒材料；五是分氣缸控制，這種技術在美國、日本、歐洲等已經(jīng)市場化，應用比較多，中國在這方面可以有所作為；六是后市場維修保養(yǎng)方便。

此外，為滿足日益嚴格的排放標準，從國Ⅳ開始，除了改進柴油燃油噴射系統(tǒng)、優(yōu)化燃燒過程等機內(nèi)凈化措施外，還必須增加機外后處理裝置才能使排放達標。中國汽車工程學會發(fā)動機分會秘書長陳上華介紹，歐洲主要采用了兩條技術路線：其一是SCR（選擇性催化還原）技術路線；其二是EGR+DPF（廢氣再循環(huán)加微粒捕集器）技術路線。美國認為SCR到2010年將是成熟技術。

生物柴油是未來發(fā)展方向，但問題是如何解決高溫問題與油泵問題。國外對生物柴油需求量也比較大，中國企業(yè)如果解決了這些問題，則發(fā)展空間很大。

我國在開發(fā)生物柴油方面稍落后發(fā)達國家，但目前發(fā)展較為迅速。國內(nèi)有清華大學、北京化工大學等多家單位已介入了生物柴油技術領域的 研究 和開發(fā)，也取得了不少成果。據(jù)報道，目前包括已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化及繼續(xù)在 研究 探討的方法有化學合成法、生物酶法、超臨界反應法等。

緊跟未來發(fā)展潮流

未來柴油技術發(fā)展是進一步提高噴射壓力并實現(xiàn)多次噴射。歐III排放之后我國會執(zhí)行更嚴格的排放標準，比如歐IV、歐V。而要實現(xiàn)歐IV、歐V的排放標準，泵噴嘴、單體泵都有一定難度，除非經(jīng)過特殊設計能夠?qū)崿F(xiàn)多次噴射；一般采用高壓共軌技術加EGR（廢氣再循環(huán)）技術及VGT（可變截面增壓器）技術等。

而各跨國企業(yè)實現(xiàn)這些要求的技術路線不同。德爾福在中國市場針對中輕型車推廣共軌技術，針對重型車提供泵噴嘴和單體泵技術。博世電噴系統(tǒng)最新技術已經(jīng)由電控共軌發(fā)展到電控液力放大系統(tǒng)。博世對中國市場的保守預測是，到2015年，柴油車所占比例能達到25%。博世與無錫威孚合資成立的新公司專門生產(chǎn)噴油器和噴嘴，旨在中國生產(chǎn)和推廣電控柴油噴射系統(tǒng)。

未來柴油機技術的重點是更清潔、更環(huán)保，需要改進的技術有：燃燒技術（如多點噴射、HCCL、低溫燃燒、MK燃燒），后處理技術如DOC、DPF、SCR、LNT等，以及燃料的低硫化、低芳香族化技術。這一是需要汽車 研究 機構與石油化工產(chǎn)業(yè)的相互提攜；二是需要政府強力正確的指導；三是消費者的理解與支持。

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